用先进的成像技术研究镰状细胞病

镰状细胞病(SCD)是一种遗传的红细胞疾病。根据美国疾病控制与预防中心的数据，美国大约有9万到10万人患有这种疾病，黑人或非洲裔美国人的发病率尤其高;在这个人口统计中，大约每500个人中就有一个人患有这种疾病。

匹兹堡大学斯旺森工程学院的研究人员使用了一种独特而强大的核磁共振设备来研究这种疾病对大脑的影响，并将他们的结果发表在《美国医学杂志》上科学杂志:临床．他们发现SCD可以对海马体的特定子区域产生严重影响，海马体是人脑中控制学习和记忆的高度复杂的部分，非常容易受伤或失调。

生物工程教授兼射频(RF)研究设施和7-特斯拉生物工程研究计划(7TBRP)主任Tamer Ibrahim说:“这是一个首创的项目，使用我们实验室的全身7-特斯拉磁共振成像仪(7T MRI)和我们优化的Tic Tac Toe射频头部线圈系统，以获得受SCD影响的患者的清晰和高质量的神经图像。”

SCD患者的红细胞含有异常的血红蛋白。这会导致红细胞变得坚硬、粘稠，并变异成独特的月牙形，从而抑制细胞通过小血管。这些阻塞会影响血液和氧气流动，从而导致组织损伤——许多SCD并发症的来源。

7-特斯拉成像揭示了其他神经退行性疾病和神经炎症性疾病的海马体异常，因此易卜拉欣和他的合作者研究了SCD，看看它是否有类似的效果。

易卜拉欣解释说:“我们的发现支持并扩展了先前关于SCD患者海马体积减少的报道，但对受影响的特定海马亚区提供了更多的见解。”“这些子场是海马体内的微小结构，只有在超高分辨率的拍摄中才能看到——这是7特斯拉成像的一个特征——并通过‘一字棋’天线技术得到增强。”

这项研究的下一步是研究导致这些结构变化的机制，以及它们与SCD患者认知表现的关系。

推进“一字棋”主题的核磁共振技术

易卜拉欣继续改进实验室的7-特斯拉成像技术，该技术在由美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)资助的28个积极合作项目中得到了利用。它是在给定的7特斯拉站点中使用最广泛的射频线圈系统。

这种先进的技术可以提供更高的分辨率和增强对比度的人体MRI图像，但其工作频率(~ 297 MHz)仍然是实现该设备全部潜力的障碍。易卜拉欣的研究小组发表了与他们的技术相关的最新发现科学报告．

“7-特斯拉成像的主要挑战是人脑内射频场的不均匀性或缺乏一致性，导致大脑图像在某些解剖区域存在空洞，”射频研究设施的博士后助理Tales Santini说。“在过去的12年里，我们的实验室开发了创新的射频天线设计，极大地提高了场的同质性，从而实现了高分辨率的全脑图像，很少或没有空洞。”

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